JP4027549B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真技術を用いて用紙等の記録材にトナー画像を形成することのできるプリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いられる定着器、より詳しくは加熱される定着ベルトを用いたベルト定着器の温度制御方法に関するものである。また、この制御方法の実施に直接使用する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、電子写真技術を用いて用紙等の記録材上にトナー画像を形成する画像形成装置は、回転駆動される感光体と、この感光体に露光して表面に静電潜像を形成する露光手段と、前記静電潜像を現像してトナー画像となす現像手段と、そのトナー画像を記録材に転写させる転写手段と、この転写手段によりトナー画像が転写された記録材を通過させつつ加熱して記録材上にトナー画像を定着させる定着器とを有している。
【０００３】
従来の定着器として、図４に示すようなベルト定着器が知られている（特開平１０−１１５９９６号公報）。
この定着器は、定着ローラＲ１と、ヒータＨを内蔵した加熱ローラＲ３との間に無端状の定着ベルトＢを張設し、定着ベルトＢを介して下方より押圧する加圧ローラＲ２を設けて、定着ベルトＢと加圧ローラＲ２との間に定着ニップ部を構成し、この定着ニップ部に、トナー画像が形成された記録材Ｄを通し、前記トナー画像を加熱溶融して記録材Ｄ上に定着させるようになっている。
【０００４】
そして、その温度制御方法は、定着ローラＲ１上のベルト温度または定着ローラＲ１の表面温度が第１の設定温度（Ｔ１）未満の場合には、加熱ローラＲ３上のベルト温度または加熱ローラＲ３の表面温度が第２の設定温度（Ｔ２）になるようにヒータＨの放熱量を制御し、定着ローラＲ１上のベルト温度または定着ローラＲ１の表面温度が前記第１の設定温度（Ｔ１）以上の場合には、定着ローラＲ１上のベルト温度または定着ローラＲ１の表面温度が第１の設定温度（Ｔ１）になるようにヒータＨの放熱量を制御する、というものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のベルト定着器の温度制御方法は、定着ローラＲ１上のベルト温度または定着ローラＲ１の表面温度が第１の設定温度（Ｔ１）未満の場合には、加熱ローラＲ３上のベルト温度または加熱ローラＲ３の表面温度が第２の設定温度（Ｔ２）になるようにヒータＨの放熱量を制御し、定着ローラＲ１上のベルト温度または定着ローラＲ１の表面温度が前記第１の設定温度（Ｔ１）以上の場合には、定着ローラＲ１上のベルト温度または定着ローラＲ１の表面温度が第１の設定温度（Ｔ１）になるようにヒータＨの放熱量を制御する方法であるので、この方法には次のような問題がある。
＜課題１＞
すなわち、加熱ローラの温度制御を、定着ローラＲ１上のベルト温度または定着ローラＲ１の表面温度が第１の設定温度（Ｔ１）未満であるのか、それ以上であるのかによって切り替えるようになっていたので、定着ベルトの駆動停止後において、不要な加熱がなされるおそれがあった。
＜課題２＞
待機時においては、定着ローラＲ１上の定着ベルトＢの温度が、第１の設定温度Ｔ１以下となっているので、加熱ローラＲ３上の定着ベルトＢの温度は、第２の設定温度Ｔ２になるようにヒータＨの放熱量が制御される。
このため、待機時における加熱ローラＲ３上の定着ベルトＢの温度は、比較的高温である第２の設定温度Ｔ２になり、この高温によって、定着ベルトＢにおける加熱ローラＲ３への巻き掛け部分が劣化しやすくなったり、クリープを生じやすくなるおそれがある。
このような問題は、ウォームアップ時間（定着ベルトが回転駆動されてからベルトが定着可能温度に達するまでの時間）を短縮すべく第２の設定温度Ｔ２を高く設定すればするほど大きくなる。
【０００６】
本発明の第１の目的は、上記課題１を解決し、定着ベルトの駆動停止後において不要な加熱がなされることのないベルト定着器の温度制御方法および画像形成装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、上記課題２を解決し、定着ベルトの劣化やクリープが生じ難いベルト定着器の温度制御方法および画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するために請求項１記載の画像形成装置は、加熱ローラとバックアップ部材との間に張架されて循環駆動される定着ベルトと、この定着ベルトを介して前記バックアップ部材に圧接されて定着ベルトとの間で定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有し、トナー画像が形成された記録材を、前記定着ニップ部に通し前記トナー画像を加熱溶融して記録材上に定着させる定着器を備えた画像形成装置であって、
前記加熱ローラ上の定着ベルトの温度を測定する待機用センサと、
前記バックアップ部材上の定着ベルトの温度を測定する定着用センサと、
前記定着ベルトが循環駆動されない待機時にあっては、前記待機用センサの測定結果に基づいて加熱ローラが待機温度になるように制御し、前記定着ベルトが循環駆動される駆動時にあっては、前記定着用センサの測定結果に基づいてバックアップ部材上の定着ベルトが定着適正温度になるように前記加熱ローラを制御する制御部と、
を有し，
前記待機用センサは、前記定着ベルトの駆動時における、加熱ローラの過加熱防止用センサを兼ねているとともに，当該過加熱防止用センサを兼ねる待機用センサは、加熱ローラ上の定着ベルトにおける、その幅方向に関して前記記録材と接触しない部位の温度を測定することを特徴とする。
上記第２の目的を達成するために請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記待機温度が、前記定着適正温度よりも低温であることを特徴とする。
請求項３記載の画像形成装置は、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記定着用センサは、前記定着ニップ部よりも上流側において定着ベルトの温度を測定することを特徴とする。
請求項４記載の画像形成装置は、請求項１，２，または３記載の画像形成装置において、前記センサは、測定対象に接触しないセンサであることを特徴とする。
請求項５記載の画像形成装置は、請求項１，２，３，または４記載の画像形成装置において、前記定着用センサは、前記定着ベルトにおける、その幅方向に関して、前記記録材と接触する部位の温度を測定することを特徴とする。
請求項６記載の画像形成装置は、請求項５記載の画像形成装置において、前記定着用センサは、前記定着ニップ部よりも下流側において定着ベルトの温度を測定することを特徴とする。
【０００８】
【作用効果】
請求項１記載のベルト定着器の制御方法は、加熱ローラとバックアップ部材との間に張架されて循環駆動される定着ベルトと、この定着ベルトを介して前記バックアップ部材に圧接されて定着ベルトとの間で定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有し、トナー画像が形成された記録材を、前記定着ニップ部に通し前記トナー画像を加熱溶融して記録材上に定着させるベルト定着器の温度制御方法であって、
前記定着ベルトが循環駆動されない待機時にあっては、前記加熱ローラまたは加熱ローラ上の定着ベルトの温度に基づいて加熱ローラが待機温度になるように制御し、
前記定着ベルトが循環駆動される駆動時にあっては、前記バックアップ部材上の定着ベルトの温度に基づいてバックアップ部材上の定着ベルトが定着適正温度になるように前記加熱ローラの温度を制御する方法であるので、この方法によれば、本来加熱が必要なベルト駆動時に、バックアップ部材上の定着ベルトの温度を測定しながら加熱ローラの温度を制御することができることとなるとともに、定着ベルトの駆動停止後において不要な加熱がなされるということがなくなる。
すなわち、この方法によれば、加熱ローラの温度制御が、定着ベルトの駆動時と停止時とで切り替えられることとなるので、本来加熱が必要なベルト駆動時に、バックアップ部材上の定着ベルトの温度を測定しながら加熱ローラの温度を制御することができることとなるとともに、定着ベルトの駆動停止後において不要な加熱がなされるということがなくなる。
請求項２記載のベルト定着器の制御方法によれば、請求項１記載のベルト定着器の温度制御方法において、前記待機温度は、前記定着適正温度よりも低温であるので、待機時における加熱ローラ上の定着ベルトの温度が低温となり、したがって、加熱ローラへの巻き掛け部分が劣化し難くなととともに、クリープも生じ難くなる。
請求項３記載の画像形成装置は、加熱ローラとバックアップ部材との間に張架されて循環駆動される定着ベルトと、この定着ベルトを介して前記バックアップ部材に圧接されて定着ベルトとの間で定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有し、トナー画像が形成された記録材を、前記定着ニップ部に通し前記トナー画像を加熱溶融して記録材上に定着させる定着器を備えた画像形成装置であって、
前記加熱ローラまたは加熱ローラ上の定着ベルトの温度を測定する待機用センサと、
前記バックアップ部材上の定着ベルトの温度を測定する定着用センサと、
前記定着ベルトが循環駆動されない待機時にあっては、前記待機用センサの測定結果に基づいて加熱ローラが待機温度になるように制御し、前記定着ベルトが循環駆動される駆動時にあっては、前記定着用センサの測定結果に基づいてバックアップ部材上の定着ベルトが定着適正温度になるように前記加熱ローラを制御する制御部と、を有しているので、この画像形成装置によれば、本来加熱が必要なベルト駆動時に、バックアップ部材上の定着ベルトの温度を測定しながら加熱ローラの温度を制御することができることとなるとともに、定着ベルトの駆動停止後において不要な加熱がなされるということがなくなる。
すなわち、この画像形成装置によれば、加熱ローラの温度制御が、定着ベルトの駆動時と停止時とで切り替えられることとなるので、本来加熱が必要なベルト駆動時に、バックアップ部材上の定着ベルトの温度を測定しながら加熱ローラの温度を制御することができることとなるとともに、定着ベルトの駆動停止後において不要な加熱がなされるということがなくなる。
請求項４記載の画像形成装置によれば、請求項３記載の画像形成装置において、前記待機温度が、前記定着適正温度よりも低温となっているので、待機時における加熱ローラ上の定着ベルトの温度が低温となり、したがって、加熱ローラへの巻き掛け部分が劣化し難くなととともに、クリープも生じ難くなる。
請求項５記載の画像形成装置によれば、請求項３または４記載の画像形成装置において、前記待機用センサが、前記定着ベルトの駆動時における、加熱ローラの過加熱防止用センサを兼ねているので、次のような作用効果が得られる。
すなわち、請求項３または４記載の画像形成装置においては、定着ベルトの駆動時においては、定着用センサの測定結果に基づいてバックアップ部材上の定着ベルトが定着適正温度になるように前記加熱ローラが制御されることとなるので、加熱ローラが過加熱状態となってしまうことがないとは言えず、このような場合には、定着ベルトがダメージを受けてしまうおそれがある。
これに対し、この請求項５記載の画像形成装置によれば、加熱ローラまたは加熱ローラ上の定着ベルトの温度を測定する待機用センサが、定着ベルトの駆動時における、加熱ローラの過加熱防止用センサを兼ねているので、定着ベルトの駆動時において、加熱ローラの過加熱状態が防止され、結果として、定着ベルトのダメージも防止されることとなる。
請求項６記載の画像形成装置によれば、請求項５記載の画像形成装置において、前記過加熱防止用センサを兼ねる待機用センサは、加熱ローラにおける、前記定着ベルトが巻き掛けられない部位、または加熱ローラ上の定着ベルトにおける、その幅方向に関して前記記録材と接触しない部位の温度を測定する構成となっているので、次のような作用効果が得られる。
すなわち、定着ベルトは、前記定着ニップ部において記録材と接触することによってその接触部における熱が記録材に奪われることとなるので、定着ベルトは、その幅方向に関して記録材と接触した部位の温度が低温となる。
したがって、この低温となった部位の温度を待機用センサで測定したのでは、加熱ローラの温度を必ずしも正確に測定できず、結果として、加熱ローラの過加熱を確実には防止することができなくなってしまうおそれがある。
これに対し、この請求項６記載の画像形成装置によれば、過加熱防止用センサを兼ねる待機用センサが、加熱ローラにおける、定着ベルトが巻き掛けられない部位、または加熱ローラ上の定着ベルトにおける、その幅方向に関して記録材と接触しない部位（すなわち最も高温となる部位）の温度を測定する構成となっているので、加熱ローラの温度を比較的正確に測定することができ、結果として、加熱ローラの過加熱を確実に防止することができることとなる。
請求項７記載の画像形成装置によれば、請求項３，４，５，または６記載の画像形成装置において、前記定着用センサは、前記定着ニップ部よりも上流側において定着ベルトの温度を測定する構成となっているので、定着温度を正確に制御することが可能となる。
また、定着ベルトから記録材への熱移動による温度低下分を含めた温度測定を行うことが可能となる。
請求項８記載の画像形成装置によれば、請求項３，４，５，６，または７記載の画像形成装置において、前記センサは、測定対象に接触しないセンサであるので、定着ベルト等の部分的な摩耗を防止することができる。
また、例えば、定着ベルトの表面に離型剤を塗布する構成とした場合において、前記センサが定着ベルトの表面に接触するものであるとすると、離型剤が掻き取られて、これに対応した部位におけるトナーの離型不良が生じるおそれがあるが、この請求項８記載の画像形成装置によれば、そのようなおそれも生じなくなる。
請求項９記載の画像形成装置によれば、請求項３，４，５，６，７，または８記載の画像形成装置において、前記定着用センサは、前記定着ベルトにおける、その幅方向に関して、前記記録材と接触する部位の温度を測定する構成となっているので、次のような作用効果が得られる。
すなわち、前述したように、定着ベルトは、前記定着ニップ部において記録材と接触することによってその接触部における熱が記録材に奪われることとなるので、定着ベルトは、その幅方向に関して記録材と接触する部位（または接触した部位）の温度が低温となるが、この請求項９記載の画像形成装置によれば、定着用センサが、前記定着ベルトにおける、その幅方向に関して、前記記録材と接触する部位の温度を測定する構成となっているので、より正確に定着温度の制御を行うことが可能となる。
請求項１０記載の画像形成装置によれば、請求項９記載の画像形成装置において、前記定着用センサは、前記定着ニップ部よりも下流側において定着ベルトの温度を測定する構成となっているので、定着後における定着ベルトの温度を測定することが可能となり、低温オフセットが生じる温度あるいは定着適正温度以下まで定着ベルトの温度が低下してしまうことを確実に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
＜第１の実施の形態＞
図１は本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態を示す概略図である。
先ず、この画像形成装置の概要について説明し、後にその定着器について詳しく説明する。
【００１０】
この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーによる現像器を用いて単色画像およびフルカラー画像を形成することのできる装置である。
図１において、１０は感光体ユニットであり、その感光体１１が、図示しない適宜の駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。
【００１１】
感光体１１は、導電性基材と、その表面に形成された感光層とを有している。
感光体１１の周りには、その回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ１２、露光手段としての露光ユニット２０、現像手段としての現像器３０（Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ）、転写手段としての中間転写ユニット４０、およびクリーニング手段１３が配置されている。なお、感光体ユニット１０には、感光体１１、帯電ローラ１２、およびクリーニング手段１３が組み込まれている。
【００１２】
帯電ローラ１２は、感光体１１の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる。一様に帯電した感光体１１の外周面には、露光ユニット２０によって所望の画像情報に応じた選択的な露光Ｌ１がなされ、この露光Ｌ１によって感光体１１上に静電潜像が形成される。
この静電潜像は、現像器３０でトナーが付与されて現像される。
【００１３】
現像器として、イエロー用の現像器３０Ｙ、シアン用の現像器３０Ｃ、マゼンタ用の現像器３０Ｍ、およびブラック用の現像器３０Ｋが設けられている。これら現像器３０Ｙ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｋは、それぞれ揺動可能に構成されており、選択的に１つの現像器の現像ローラ３１のみが感光体１１に当接し得るようになっている。したがって、これらの現像器３０は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのうちのいずれかのトナーを感光体１１の表面に付与して感光体１１上の静電潜像を現像しトナー画像を形成する。
トナー画像は、中間転写ユニット４０の中間転写体をなす中間転写ベルト４６上に転写される。
【００１４】
クリーニング手段１３は、上記転写後に、感光体１１の外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーニングブレードと、このクリーニングブレードによって掻き落とされたトナーを受ける受け部とを備えている。
【００１５】
中間転写ユニット４０は、駆動ローラ４１と、４本の従動ローラ４２，４３，４４，４５と、これら各ローラの回りに張架された中間転写体としての無端状の中間転写ベルト４６とを有している。
駆動ローラ４１は、その端部に固定された図示しない歯車が、感光体１１の端部に設けられた駆動用歯車（図示せず）と噛み合っていることによって、感光体１１と略同一の周速で回転駆動され、したがって中間転写ベルト４６が感光体１１と略同一の周速で図示矢印方向に循環駆動されるようになっている。
従動ローラ４５は、駆動ローラ４１との間で中間転写ベルト４６がそれ自身の張力によって感光体１１に圧接される位置に配置されており、感光体１１と中間転写ベルト４６との圧接部において一次転写部Ｔ１が形成されている。
駆動ローラ４１には、中間転写ベルト４６を介して図示しない電極ローラが配置されており、この電極ローラを介して、中間転写ベルト４６に一次転写電圧が印加される。
従動ローラ４２はテンションローラであり、図示しない付勢手段によって中間転写ベルト４６をその張り方向に付勢している。
従動ローラ４３は、二次転写部Ｔ２を形成するバックアップローラである。このバックアップローラ４３には、中間転写ベルト４６を介して二次転写手段としての二次転写ローラ４８が対向配置されている。二次転写ローラ４８は、図示しない接離機構により中間転写ベルト４６に対して接離可能である。二次転写ローラ４８には、二次転写電圧が印加される。
従動ローラ４４は、ベルトクリーナ４９のためのバックアップローラである。ベルトクリーナ４９は、中間転写ベルト４６と接触してその外周面に残留し付着しているトナーを掻き落とすクリーニングブレード４９ａと、このクリーニングブレード４９ａによって掻き落とされたトナーを受ける受け部４９ｂとを備えている。このベルトクリーナ４９は、図示しない接離機構によって中間転写ベルト４６に対して接離可能である。
【００１６】
中間転写ベルト４６は、導電層と、この導電層の上に形成され、感光体１１に圧接される抵抗層とを有する複層ベルトで構成されている。導電層は、合成樹脂からなる絶縁性基体の上に形成されており、この導電層に、前述した電極ローラを介して、一次転写電圧が印加される。
中間転写ベルト４６が循環駆動される過程で、一次転写部Ｔ１において、感光体１１上のトナー画像が中間転写ベルト４６上に転写され、中間転写ベルト４６上に転写されたトナー画像は、二次転写部Ｔ２において、二次転写ローラ４８との間に供給される用紙等のシート（記録材）Ｓに転写される。
なお、中間転写ユニット４０には、前記電極ローラ、テンションローラ４２の付勢手段、二次転写ローラ４８、およびベルトクリーナ４９も組み込まれている。
【００１７】
記録材Ｓは、給紙手段をなす給紙装置５０から給送され、ゲートローラ対Ｇによって所定のタイミングで二次転写部Ｔ２に供給される。５１は記録材Ｓを積層保持する給紙カセット、５２はピックアップローラである。
二次転写部Ｔ２でトナー画像が転写された記録材Ｓは、定着手段をなす定着器１００を通ることによってそのトナー画像が記録材Ｓ上に定着される。
【００１８】
定着器１００は、後に詳しく説明するように、循環駆動される定着ベルト１１０と、この定着ベルト１１０に圧接される加圧ローラ１２０と、その圧接部において定着ベルト１１０を内方から支持するバックアップ部材としてのバックアップローラ１３０と、定着ベルト１１０を加熱する加熱ローラ１４０と、定着ベルト１１０の表面に離型オイルを塗布するオイルローラ１５０とを有しており、定着ベルト１１０と加圧ローラ１２０との圧接部Ｎ（定着ニップ部Ｎ）によって、通過する記録材Ｓを挟圧しつつ加熱して、トナー画像を記録材Ｓ上に溶融定着させる。
【００１９】
定着器１００を通った記録材Ｓは、最終的には、排紙経路６０を通って、装置本体のケース７０上に形成されたシート受け部７１上に排出されるが、この画像形成装置は、定着器１００を通過した記録材Ｓの表裏を反転させて再び二次転写部Ｔ２に記録材Ｓを返送することのできる反転返送経路６０’を備えている。すなわち、この実施の形態における記録材Ｓの搬送手段は、排紙経路６０および反転返送経路６０’を有しており、排紙経路６０が反転返送経路６０’の一部を構成している。
反転返送経路６０’は、定着器１００を通過した記録材Ｓを搬入し、かつ、一旦搬入した記録材Ｓを逆送することのできる互いに独立した２つの排紙経路６１，６２を有するスイッチバック経路６３と、このスイッチバック経路６３から逆送された記録材Ｓを再び前記二次転写部Ｔ２に向けて返送する返送路６４とを有している。したがって、この反転返送経路６０’によって再び二次転写部Ｔ２に返送される記録材Ｓは、その表裏が反転されて二次転写部Ｔ２に返送されることとなる。
このような画像形成装置は、記録材Ｓの表面（第１面）にのみトナー画像を形成することもできるし、両面（表裏である第１面および第２面）にトナー画像を形成することもできる。
【００２０】
以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
（ｉ）図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が画像形成装置の制御部８０に入力されると、感光体１１、現像器３０の各ローラ３１、中間転写ベルト４６、および定着ベルト１１０が回転駆動される。
（ｉｉ）感光体１１の外周面が帯電ローラ１２によって一様に帯電される。
（ｉｉｉ）一様に帯電した感光体１１の外周面に、露光ユニット６０によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌ１がなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
（ｉｖ）感光体１１には、第１色目（例えばイエロー）用の現像器３０Ｙの現像ローラのみが接触し、これによって上記静電潜像が現像され、第１色目（例えばイエロー）のトナー画像が感光体１１上に形成される。
（ｖ）中間転写ベルト４６には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体１１上に形成されたトナー画像が、一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト４６上に転写される。このとき、二次転写ローラ４８およびベルトクリーナ４９は、中間転写ベルト４６から離間している。
（ｖｉ）感光体１１上に残留しているトナーがクリーニング手段１３によって除去された後、除電手段２１からの除電光Ｌ２によって感光体１１が除電される。
（ｖｉｉ）上記（ｉｉ）〜（ｖｉ）の動作が必要に応じて繰り返される。すなわち、上記印字指令信号の内容に応じて、第２色目、第３色目、第４色目、と繰り返され、上記印字指令信号の内容に応じたトナー画像が中間転写ベルト４６上において重ね合わされて中間転写ベルト４６上に形成される。
（ｖｉｉｉ）所定のタイミングで給紙装置５０から記録材Ｓが供給され、記録材Ｓの先端が二次転写部Ｔ２に達する直前にあるいは達した後に（要するに記録材Ｓ上の所望の位置に、中間転写ベルト４６上のトナー画像が転写されるタイミングで）二次転写ローラ４８が中間転写ベルト４６に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト４６上のトナー画像（基本的には４色のトナー画像が重ね合わせられたフルカラー画像）が記録材Ｓ上に転写される。また、ベルトクリーナ４９が中間転写ベルト４６に当接し、二次転写後に中間転写ベルト４６上に残留しているトナーが除去される。
（ｉｘ）記録材Ｓが定着器１００を通過することによって記録材Ｓ上にトナー画像が定着し、その後、記録材Ｓが所定の位置に向け（両面印刷でない場合にはシート受け部７１に向け、両面印刷の場合には、スイッチバック経路６３を経て返送路６４に向け）搬送される。
すなわち、表面（第１面）にのみ画像を形成する場合には、給紙装置５０から給送された記録材Ｓは、その第１面に二次転写部Ｔ２でトナー画像が転写され、定着器１００で定着された後、排紙経路６１または６２を経てシート受け部７１上に排出される。なお、排紙経路６１，６２の入り口部分６０Ａには、図示しない経路切換手段が設けられており、これによってどちらの排紙経路（６１，６２）に記録材Ｓが搬入されるかが決定される。
両面（第１面および第２面）に画像を形成する場合には、給紙装置５０から給送された記録材Ｓは、その第１面に二次転写部Ｔ２でトナー画像が転写され、定着器１００で定着された後、一旦排紙経路６１または６２（スイッチバック経路６３）に入り、逆送されて返送路６４を経て、ゲートローラ対Ｇによって所定のタイミングで再び二次転写部Ｔ２に返送され、第２面にもトナー画像が転写される。その後、定着器１００で第２面にもトナー画像が定着され、排紙経路６１または６２を経てシート受け部７１上に排出される。
【００２１】
以上、この実施の形態の画像形成装置の概要について説明したが、次に、その定着器１００およびその温度制御方法について詳しく説明する。
【００２２】
図２は定着器１００の主要部を示す概略図である。
前述したように、定着器１００は、循環駆動される定着ベルト１１０と、この定着ベルト１１０に圧接される加圧ローラ１２０と、その圧接部（定着ニップ部Ｎ）において定着ベルト１１０を内方から支持するバックアップ部材としてのバックアップローラ１３０と、定着ベルト１１０の幅方向に沿って配置され定着ベルト１１０を加熱する加熱手段としての加熱ローラ１４０と、定着ベルト１１０の表面に離型オイルを塗布するオイル塗布手段としてのオイルローラ１５０とを有しており、定着ベルト１１０は、バックアップローラ１３０と加熱ローラ１４０との間に張架されている。
【００２３】
これら定着ベルト１１０および各ローラを回転させるための駆動ローラとしては、オイルローラ１５０以外のローラであればどのローラを用いることもできるが、この実施の形態では、加圧ローラ１２０を駆動ローラとして用いている。
すなわち、加圧ローラ１２０は、画像形成装置本体に設けられた図示しない駆動手段によって図２の矢印方向（反時計方向）に回転駆動され、バックアップローラ１３０、定着ベルト１１０、加熱ローラ１４０、およびオイルローラ１５０が従動するようになっている。具体的には、加圧ローラ１２０に対して定着ベルト１１０およびバックアップローラ１３０が圧接されていることにより、定着ベルト１１０およびバックアップローラ１３０が加圧ローラ１２０に従動し、定着ベルト１１０が加熱ローラ１４０に巻き掛けられていることにより、加熱ローラ１４０が定着ベルト１１０に従動し、定着ベルト１１０に対してオイルローラ１５０が圧接されていることにより、オイルローラ１５０が定着ベルト１１０に従動するようになっている。
【００２４】
定着ベルト１１０は、薄肉金属製（例えばニッケル製）のベルト基材の表面に、記録材およびトナーに対する剥離性に優れた表層（例えばシリコーンゴム層）を形成したものである。
【００２５】
１１１はバックアップローラ１３０への巻掛け部における定着ベルト１１０の表面温度を検出するための定着用センサであり、サーミスタで構成されている。この定着用センサ１１１は加圧ローラ１２０との圧接部Ｎの上流側に設けられており、前述した制御部８０（図１参照）に接続されている。また、この定着用センサ１１１は、定着ベルト１１０における、その幅方向（図２の紙面と直交する方向）に関して、記録材Ｓと接触する部位の温度を測定するようになっている。
【００２６】
バックアップローラ１３０は、金属製の芯材１３１と、この芯材１３１の表面に設けられた比較的肉厚の弾性層１３２とを有しており、芯材１３１の軸１３１ａで定着器１００のフレームの側板１０１に対して回転可能に支持されている。
【００２７】
加熱ローラ１４０は、熱伝導性に優れた材料（例えばアルミニウム）でパイプ状に形成されており、その内部に熱源である発熱体（例えばハロゲンランプ）１４１が配置されている。発熱体１４１は前述した制御部８０に接続されている。
この加熱ローラ１４０は、定着ベルト１１０の巻掛け部において定着ベルト１１０を急速に加熱することが可能である。この実施の形態の加熱ローラ１４０はテンションローラとして構成されており、図示しない適宜の付勢手段で定着ベルト１１０の張り方向に付勢されている。
１４３は加熱ローラ１４０の表面温度を検出するための待機用センサであり、サーミスタで構成されている。この待機用センサ１４３は、定着ベルト１１０の駆動時における、加熱ローラ１４０の過加熱防止用センサを兼ねており、制御部８０に接続されている。なお、この実施の形態では、待機用センサ１４３は加熱ローラ１４０の表面温度を測定する構成としたが、加熱ローラ１４０上の定着ベルト１１０（すなわち定着ベルト１１０の加熱ローラ１４０への巻き掛け部）の温度を測定する構成とすることもでき、その場合には、定着ベルト１１０における、その幅方向（図２の紙面と直交する方向）に関して記録材Ｓ（図１参照）と接触しない部位の温度を測定する構成とする。
【００２８】
加圧ローラ１２０は、パイプ状の熱伝導性に優れた芯材１２１と、この芯材１２１の表面に設けられた比較的肉薄で前記バックアップローラ１３０の弾性層１３２よりは硬い弾性層１２２と、この弾性層１２２の表面に形成された、記録材およびトナーに対する剥離性に優れた表層１２２ａとを備え、芯材１２１の内部に熱源であるハロゲンランプ１２３が配置されている。なお、このハロゲンランプ１２３は、両面印字を行なう場合に加圧ローラ１２０を加熱する。
加圧ローラ１２０は、定着器１００のフレーム側板１０１に対して回転可能に支持されており、画像形成装置本体に設けられた図示しない駆動手段によって図２の矢印方向に回転駆動される。なお、加圧ローラ１２０は、その半径方向へは移動不能に取り付けられており、弾性層１２２および前記バックアップローラ１３０の弾性層１３２の弾性力でバックアップローラ１３０に圧接されている。その圧接部Ｎは、バックアップローラ１３０の弾性層１３２が加圧ローラ１２０の弾性層１２２よりも肉厚で柔らかいことから、バックアップローラ１３０側に凸状に形成される。なお、１２４は加圧ローラ１２０の表面温度を検出するためのサーミスタである。
【００２９】
オイルローラ１５０は、軸１５１と、この軸１５１の回りに固定された肉厚の多孔質材料または繊維質材料からなるオイル保持層１５２とを備えている。オイル保持層１５２には、離型オイルが含浸させてあり、その表面は、オイル塗布量を調整するためのオイル透過性を有する薄膜シート、例えば、多孔質ＰＴＦＥシート１５３で被覆してある。
オイルローラ１５０は図示しない適宜の付勢手段で定着ベルト１１０に圧接されて従動回転し、定着ベルト１１０の表面に、シリコーンオイル等の離形オイルを塗布する。なお、１５４は、オイルローラ１５０の表面をクリーニングするためのフェルト等からなるクリーニング部材であり、オイルローラ１５０の表面に圧接されている。
【００３０】
フレーム１０１には、二次転写部Ｔ２（図１参照）によりトナー画像が形成（転写）された記録材Ｓを定着ベルト１１０と加圧ローラ１２０との圧接部（定着ニップ部）Ｎに導く、ガイド１０２が設けられている。また、定着ニップ部Ｎの下流側には、排紙ローラ対１０３と、定着後の記録材Ｓを排紙経路６０に導くガイド１０４とが設けられている。
前述したように、上記各サーミスタは、制御部８０に接続されており、各サーミスタからの検出温度に応じ、制御部８０によって前記加熱ローラ１４０の熱源１４１への通電量が制御され、定着ベルト１１０および加熱ローラ１４０の温度が制御されるようになっている。
【００３１】
以下、その温度制御方法について図３を参照して説明する。
図３は定着器１００の状態と、定着ベルト１１０の温度および加熱ローラ１４０の温度と、加熱ローラ１４０の熱源１４１への通電のOＮ／OＦＦの関係を示すタイムチャートである。
図３において、ＴＦは定着適正温度であり、ＴＦ１はその下限値、ＴＦ２はその上限値である。ＴＲは加熱ローラ１４０または加熱ローラ１４０上の定着ベルト１１０の温度であるが、簡単のために加熱ローラ１４０の温度として説明する。ＴＲＳは待機時における加熱ローラ１４０の温度である。ＴＢはバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０の温度、ＴＢＳはその待機時における温度である。
【００３２】
以下、待機時とベルト駆動時とに分けて説明する。
＜待機時＞
この状態は、画像形成装置の電源がOＮとなっているが、画像形成動作（定着ベルト１１０の駆動）がなされていない状態、すなわち、印字指令信号（画像形成信号）の入力を待っている状態である。
この待機時にあっては、加熱ローラ１４０の温度ＴＲに基づいて加熱ローラ１４０が待機温度ＴＲＳになるように制御する。
具体的には、制御部８０が、待機用センサ１４３による加熱ローラ１４０の温度の測定結果に基づいて、加熱ローラ１４０が待機温度ＴＲＳになるように制御する。この実施の形態では、制御部８０は、図３に示すように、ある一定時間（例えば１２秒間）ｔｓを１サイクルとしてその時間ｔｓ内において熱源１４１に通電（OＮ）する時間ｔｐ（ｔｐ１，ｔｐ２，ｔｐ３）を制御することで加熱ローラ１４０の温度を制御するようになっており、待機時には短時間（例えば１秒間）ｔｐ１のみ通電することで加熱ローラ１４０が待機温度ＴＲＳとなるように制御する。この待機温度ＴＲＳは定着適正温度ＴＦの下限値ＴＦ１よりも低温となっている。
【００３３】
＜ベルト駆動時＞
定着ベルト１１０が循環駆動される駆動時にあっては、バックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０の温度に基づいてバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０が定着適正温度ＴＦ（ＴＦ１からＴＦ２までの範囲内）となるように加熱ローラ１４０の温度ＴＲを制御する。
【００３４】
具体的には次の通りである。
前述したように、印字指令信号（画像形成信号）が制御部８０に入力されると、感光体１１、現像器３０の各ローラ３１、中間転写ベルト４６、および定着ベルト１１０が回転駆動される。
図３において、ｔ１時点は、上記印字指令信号が制御部８０に入力された時点を示している。
【００３５】
時点ｔ１で印字指令信号が入力されると、制御部８０は、定着ベルト１１０を駆動させるとともに、定着用センサ１１１によるバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０の温度の測定結果に基づいてバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０が定着適正温度ＴＦ（ＴＦ１からＴＦ２までの領域）となるように加熱ローラ１４０の温度ＴＲを上昇させる。この実施の形態では、上記サイクルタイムｔｓ内において熱源１４１に通電（OＮ）させる時間ｔｐを長時間（例えば１１秒間）ｔｐ２とすることで加熱ローラ１４０を急速に加熱するようになっている。
【００３６】
このようにして加熱ローラ１４０が急速に加熱され、バックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０の温度がｔ２時点で定着適正温度ＴＦに達すると、画像形成動作が開始される。しかしながら、図１を参照して説明したことから明らかなように、感光体１１に選択的な露光Ｌ１がなされ、これが現像されて中間転写ベルト４６に一次転写（Ｔ１）され、この画像がさらに記録材Ｓに二次転写（Ｔ２）され、さらにこの記録材Ｓのトナー画像が定着器１００における定着ニップ部Ｎに達するまでには所定の時間を要するから、この所定の時間が、前記ｔ１時点からバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０の温度が定着適正温度ＴＦに達するまでの時間（ｔ２−ｔ１時間＝ウォームアップ時間）よりも長い場合には、ｔ１時点から、感光体１１に対する選択的な露光Ｌ１（画像書き込み）を行うことが可能である。
【００３７】
いずれにしても、制御部８０は、ベルト駆動中（画像形成動作中）においては、定着用センサ１１１によるバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０の温度の測定結果に基づいてバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０が定着適正温度ＴＦ（ＴＦ１からＴＦ２までの領域）となるように加熱ローラ１４０の温度ＴＲを制御する。具体的には、上記サイクルタイムｔｓ内において熱源１４１に通電（OＮ）させる時間ｔｐ３を上記短時間ｔｐ１から上記長時間ｔｐ２の間（例えば１秒〜１１秒の間）で制御することによって、バックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０が定着適正温度ＴＦとなるように加熱ローラ１４０の温度ＴＲを制御する。
なお、このベルト駆動中においても、制御部８０は、待機用センサ１４３によって加熱ローラ１４０の温度ＴＲを測定しており、何らかの理由によって、加熱ローラ１４０の温度ＴＲが異常に上昇した場合には、熱源１４１への通電を停止させ、あるいは通電量を低減させて加熱ローラ１４０の過加熱を防止し、定着ベルト１１０がダメージを受けることを防止するようになっている。
【００３８】
ｔ３時点で、画像形成動作を終了し、定着ベルト１１０の駆動を停止すると、制御部８０は、再び、待機用センサ１４３による加熱ローラ１４０の温度の測定結果に基づいて、加熱ローラ１４０が待機温度ＴＲＳになるように制御する、すなわち前述した待機時の状態に戻るようになっている。
【００３９】
以上のようなベルト定着器の温度制御方法ないし画像形成装置によれば、次のような作用効果が得られる。
（ａ）定着ベルト１１０が循環駆動されない待機時にあっては、加熱ローラ１４０または加熱ローラ１４０上の定着ベルト１１０の温度ＴＲに基づいて加熱ローラ１４０が待機温度ＴＲＳになるように制御され、定着ベルト１１０が循環駆動される駆動時にあっては、バックアップ部材であるバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０の温度ＴＢに基づいてバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０が定着適正温度ＴＦになるように加熱ローラ１４０の温度が制御されるので、本来加熱が必要なベルト駆動時に、バックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０の温度ＴＢを測定しながら加熱ローラ１４０の温度を制御することができることとなるとともに、定着ベルト１１０の駆動停止後において不要な加熱がなされるということがなくなる。
すなわち、加熱ローラ１４０の温度制御が、定着ベルト１１０の駆動時と停止時とで切り替えられることとなるので、本来加熱が必要なベルト駆動時に、バックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０の温度ＴＢを測定しながら加熱ローラ１４０の温度を制御することができることとなるとともに、定着ベルト１１０の駆動停止後において不要な加熱がなされるということがなくなる。
【００４０】
（ｂ）待機温度ＴＲＳは、定着適正温度ＴＦよりも低温であるので、待機時における加熱ローラ１４０上の定着ベルト１１０の温度が低温となり、したがって、加熱ローラ１４０への巻き掛け部分が劣化し難くなととともに、クリープも生じ難くなる。
（ｃ）待機用センサ１４３が、定着ベルト１１０の駆動時における、加熱ローラ１４０の過加熱防止用センサを兼ねているので、次のような作用効果が得られる。
すなわち、定着ベルト１１０の駆動時においては、定着用センサ１１１の測定結果に基づいてバックアップローラ１３０上の定着ベルト１１０が定着適正温度ＴＦになるように加熱ローラ１４０が制御されることとなるので、加熱ローラ１４０が過加熱状態となってしまうことがないとは言えず、このような場合には、定着ベルト１１０がダメージを受けてしまうおそれがある。
これに対し、この実施の形態の画像形成装置によれば、加熱ローラまたは加熱ローラ上の定着ベルトの温度ＴＲを測定する待機用センサ１４３が、定着ベルト１１０の駆動時における、加熱ローラ１４０の過加熱防止用センサを兼ねているので、定着ベルト１１０の駆動時において、加熱ローラ１４０の過加熱状態が防止され、結果として、定着ベルト１１０のダメージも防止されることとなる。
（ｄ）過加熱防止用センサを兼ねる待機用センサ１４３は、加熱ローラ１４０における、定着ベルト１１０が巻き掛けられない部位、または加熱ローラ１４０上の定着ベルト１１０における、その幅方向に関して記録材Ｓと接触しない部位の温度を測定する構成となっているので、次のような作用効果が得られる。
すなわち、定着ベルト１１０は、定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｓと接触することによってその接触部における熱が記録材Ｓに奪われることとなるので、定着ベルト１１０は、その幅方向に関して記録材Ｓと接触した部位の温度が低温となる。
したがって、この低温となった部位の温度を待機用センサ１４３で測定したのでは、加熱ローラ１４０の温度を必ずしも正確に測定できず、結果として、加熱ローラ１４０の過加熱を確実には防止することができなくなってしまうおそれがある。
これに対し、この実施の形態の画像形成装置によれば、過加熱防止用センサを兼ねる待機用センサ１４３が、加熱ローラ１４０における、定着ベルト１１０が巻き掛けられない部位、または加熱ローラ１４０上の定着ベルト１１０における、その幅方向に関して記録材Ｓと接触しない部位（すなわち最も高温となる部位）の温度を測定する構成となっているので、加熱ローラ１４０の温度を比較的正確に測定することができ、結果として、加熱ローラ１４０の過加熱を確実に防止することができることとなる。
（ｅ）定着用センサ１１１は、定着ニップ部Ｎよりも上流側において定着ベルト１１０の温度を測定する構成となっているので、定着温度を正確に制御することが可能となる。
また、定着ベルト１１０から記録材Ｓへの熱移動による温度低下分を含めた温度測定を行うことが可能となる。
（ｆ）定着用センサ１１１は、定着ベルト１１０における、その幅方向に関して、記録材Ｓと接触する部位の温度を測定する構成となっているので、次のような作用効果が得られる。
すなわち、前述したように、定着ベルト１１０は、定着ニップ部Ｎにおいて記録材Ｓと接触することによってその接触部における熱が記録材Ｓに奪われることとなるので、定着ベルト１１０は、その幅方向に関して記録材Ｓと接触する部位（または接触した部位）の温度が低温となるが、この実施の形態の画像形成装置によれば、定着用センサ１１１が、定着ベルト１１０における、その幅方向に関して、記録材Ｓと接触する部位の温度を測定する構成となっているので、より正確に定着温度の制御を行うことが可能となる。
【００４１】
＜第２の実施の形態＞
この実施の形態が上記第１の実施の形態と異なる点は、前記センサ１１１，１４３，１２４が、それぞれの測定対象である定着ベルト１１０，加熱ローラ１４０，加圧ローラ１２０に接触しないセンサで構成されている点にあり、その他の点に変わりはない。
このようなセンサは、例えば、放射温度計で構成することができる。あるいはまた、熱電対やサーミスタを測定対象である定着ベルト１１０，加熱ローラ１４０，加圧ローラ１２０に接触しないように配置することで構成することもできる。
この実施の形態によれば、上記第１の実施の形態により得られる作用効果に加え、さらに次のような作用効果が得られる。
すなわち、センサが、測定対象に接触しないセンサであるので、上記測定対象である定着ベルト１１０等の部分的な摩耗を防止することができる。
また、この実施の形態では、定着ベルト１１０の表面にオイル塗布ローラ１５０で離型剤を塗布する構成となっているので、定着用センサ１１１および待機用センサ１４３が定着ベルト１１０の表面に接触するものであるとすると、これらセンサによって離型剤が掻き取られて、これに対応した部位におけるトナーの離型不良が生じるおそれがあるが、この実施の形態によれば、そのようなおそれも生じなくなる。
【００４２】
＜第３の実施の形態＞
この実施の形態が上記第１の実施の形態と異なる点は、定着用センサ１１１が、定着ニップ部Ｎよりも下流側において定着ベルト１１０の温度を測定するようにした点にあり、その他の点に変わりはない。
具体的には、図２に示した定着用センサ１１１を定着ニップ部Ｎの下流側に配置してもよいし、図２に示した定着用センサ１１１はそのままにして、さらにもう一つの定着用センサ１１１’を定着ニップ部Ｎの下流側に配置してもよい。
このような構成とすると、定着後における定着ベルト１１０の温度を測定することが可能となり、低温オフセットが生じる温度あるいは定着適正温度以下まで定着ベルト１１０の温度が低下してしまうことを確実に防止することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変形実施可能である。
【発明の効果】
請求項１〜６記載のいずれの画像形成装置によっても、定着ベルトの駆動停止後において不要な加熱がなされるということがなくなる。
また、定着ベルトの加熱ローラへの巻き掛け部分が劣化し難くなととともに、クリープも生じ難くなる。
さらに、
請求項１記載の画像形成装置によれば、定着ベルトがダメージを受けることが防止され，かつ加熱ローラの過加熱を確実に防止することができる。
請求項３載の画像形成装置によれば、定着温度を正確に制御することが可能になる。
請求項４記載の画像形成装置によれば、定着ベルト等の部分的な摩耗を防止することができるとともに、定着ベルトの表面に離型剤を塗布する構成とした場合における、トナーの離型不良が生じるおそれがなくなる。
請求項５記載の画像形成装置によれば、より正確に定着温度の制御を行うことが可能となる。
請求項６記載の画像形成装置によれば、低温オフセットが生じる温度あるいは定着適正温度以下まで定着ベルトの温度が低下してしまうことを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の第１の実施の形態を示す概略図。
【図２】定着器１００の主要部を示す概略図。
【図３】作用説明図であり、定着器１００の状態と、定着ベルト１１０の温度および加熱ローラ１４０の温度と、加熱ローラ１４０の熱源１４１への通電のOＮ／OＦＦの関係を示すタイムチャートである。
【図４】従来技術の説明図。
【符号の説明】
Ｓ 記録材
８０ 制御部
１００ ベルト定着器
１１０ 定着ベルト
１１１ 定着用センサ
ＴＢ 定着ベルトの温度
ＴＢＳ 待機温度
１２０ 加圧ローラ
１３０ バックアップローラ（バックアップ部材）
１４０ 加熱ローラ
１４３ 待機用センサ（過加熱防止用センサ）
ＴＲ 加熱ローラの温度
ＴＲＳ 待機温度
ＴＦ 定着適正温度
Ｎ 定着ニップ部Ｎ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, and a copying machine capable of forming a toner image on a recording material such as paper using an electrophotographic technique, more specifically, a fixing belt to be heated. The present invention relates to a temperature control method for the belt fixing device used. The present invention also relates to an image forming apparatus that is directly used for carrying out this control method.
[0002]
[Prior art]
In general, an image forming apparatus that forms a toner image on a recording material such as paper using electrophotographic technology is a rotationally driven photoreceptor, and exposure that exposes the photoreceptor to form an electrostatic latent image on the surface. Means, developing means for developing the electrostatic latent image into a toner image, transfer means for transferring the toner image onto a recording material, and heating while passing the recording material onto which the toner image has been transferred by the transfer means And a fixing device for fixing the toner image on the recording material.
[0003]
As a conventional fixing device, a belt fixing device as shown in FIG. 4 is known (Japanese Patent Laid-Open No. 10-115996).
In this fixing device, an endless fixing belt B is stretched between a fixing roller R1 and a heating roller R3 incorporating a heater H, and a pressure roller R2 that presses from below through the fixing belt B is provided. A fixing nip portion is formed between the fixing belt B and the pressure roller R2, and a recording material D on which a toner image is formed is passed through the fixing nip portion, and the toner image is heated and melted on the recording material D. It is supposed to settle.
[0004]
The temperature control method is such that when the belt temperature on the fixing roller R1 or the surface temperature of the fixing roller R1 is lower than the first set temperature (T1), the belt temperature on the heating roller R3 or the surface of the heating roller R3. When the heat radiation amount of the heater H is controlled so that the temperature becomes the second set temperature (T2), and the belt temperature on the fixing roller R1 or the surface temperature of the fixing roller R1 is equal to or higher than the first set temperature (T1). In this case, the heat radiation amount of the heater H is controlled so that the belt temperature on the fixing roller R1 or the surface temperature of the fixing roller R1 becomes the first set temperature (T1).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional temperature control method of the belt fixing device described above, when the belt temperature on the fixing roller R1 or the surface temperature of the fixing roller R1 is lower than the first set temperature (T1), the belt temperature on the heating roller R3 or The heat radiation amount of the heater H is controlled so that the surface temperature of the heating roller R3 becomes the second set temperature (T2), and the belt temperature on the fixing roller R1 or the surface temperature of the fixing roller R1 is the first set temperature ( In the case of T1) or more, this is a method of controlling the heat radiation amount of the heater H so that the belt temperature on the fixing roller R1 or the surface temperature of the fixing roller R1 becomes the first set temperature (T1). Has the following problems.
<Problem 1>
That is, the temperature control of the heating roller is switched depending on whether the belt temperature on the fixing roller R1 or the surface temperature of the fixing roller R1 is lower than the first set temperature (T1) or higher. Further, there is a possibility that unnecessary heating may be performed after the driving of the fixing belt is stopped.
<Problem 2>
During standby, the temperature of the fixing belt B on the fixing roller R1 is equal to or lower than the first set temperature T1, so the temperature of the fixing belt B on the heating roller R3 becomes the second set temperature T2. Thus, the heat radiation amount of the heater H is controlled.
For this reason, the temperature of the fixing belt B on the heating roller R3 during standby becomes the second set temperature T2, which is a relatively high temperature, and the portion of the fixing belt B that is wound around the heating roller R3 deteriorates due to this high temperature. There is a risk that it will be easy to do or creep will occur.
Such a problem becomes more serious as the second set temperature T2 is set higher in order to shorten the warm-up time (the time from when the fixing belt is rotationally driven until the belt reaches the fixable temperature).
[0006]
A first object of the present invention is to solve the above-mentioned problem 1 and to provide a temperature control method and an image forming apparatus for a belt fixing device in which unnecessary heating is not performed after driving of the fixing belt is stopped.
A second object of the present invention is to solve the above problem 2 and provide a temperature control method and an image forming apparatus for a belt fixing device in which deterioration and creep of the fixing belt hardly occur.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the first object, the image forming apparatus according to claim 1 includes a fixing belt stretched between a heating roller and a backup member and driven to circulate, and the backup member via the fixing belt. And a pressure roller that forms a fixing nip portion with the fixing belt, and the recording material on which the toner image is formed is passed through the fixing nip portion to heat and melt the toner image. An image forming apparatus provided with a fixing device for fixing on the top,
A standby sensor for measuring the temperature of the fixing belt on the heating roller;
A fixing sensor for measuring the temperature of the fixing belt on the backup member;
When the fixing belt is not circulated and driven, the heating roller is controlled to have a standby temperature based on the measurement result of the standby sensor, and when the fixing belt is circulated and driven, A control unit for controlling the heating roller so that the fixing belt on the backup member has an appropriate fixing temperature based on the measurement result of the fixing sensor;
Have
The standby sensor also serves as an overheating prevention sensor for the heating roller when the fixing belt is driven, and the standby sensor also serves as an overheating prevention sensor for the fixing belt on the heating roller. It is characterized in that the temperature of a portion not in contact with the recording material is measured in the width direction.
In order to achieve the second object, an image forming apparatus according to claim 2 is characterized in that, in the image forming apparatus according to claim 1, the standby temperature is lower than the proper fixing temperature.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, the fixing sensor measures the temperature of the fixing belt upstream of the fixing nip portion.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first, second, or third aspect, the sensor is a sensor that does not contact a measurement target.
6. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the fixing sensor is a part of the fixing belt that contacts the recording material in the width direction. It is characterized by measuring the temperature.
According to a sixth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, the fixing sensor measures the temperature of the fixing belt on the downstream side of the fixing nip portion.
[0008]
[Function and effect]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a belt fixing device control method comprising: a fixing belt stretched between a heating roller and a backup member and circulated; and a fixing belt pressed against the backup member via the fixing belt; A belt fixing device having a pressure roller for forming a fixing nip portion between the recording material and a recording material on which a toner image is formed, passing the fixing material through the fixing nip portion to heat and fuse the toner image onto the recording material The temperature control method of
At the time of standby when the fixing belt is not circulated and driven, the heating roller is controlled based on the temperature of the fixing roller on the heating roller or the heating roller so as to reach the standby temperature,
At the time of driving in which the fixing belt is circulated, the temperature of the heating roller is controlled based on the temperature of the fixing belt on the backup member so that the fixing belt on the backup member becomes an appropriate fixing temperature. Therefore, according to this method, the temperature of the heating roller can be controlled while measuring the temperature of the fixing belt on the backup member at the time of driving the belt that originally needs to be heated. This eliminates unnecessary heating.
That is, according to this method, the temperature control of the heating roller is switched between when the fixing belt is driven and when the fixing belt is driven. The temperature of the heating roller can be controlled while measuring, and unnecessary heating is not performed after the fixing belt is stopped.
According to the control method for the belt fixing device according to claim 2, in the temperature control method for the belt fixing device according to claim 1, since the standby temperature is lower than the proper fixing temperature, the heating roller during standby is used. The temperature of the upper fixing belt becomes low, so that the portion around the heating roller is hardly deteriorated and creep is hardly generated.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixing belt which is stretched between a heating roller and a backup member and is circulated and is pressed between the fixing member and the fixing belt. An image having a pressure roller for forming a fixing nip portion, and having a fixing device for passing the recording material on which the toner image is formed through the fixing nip portion to heat and melt the toner image on the recording material. A forming device,
A standby sensor for measuring the temperature of the heating roller or the fixing belt on the heating roller;
A fixing sensor for measuring the temperature of the fixing belt on the backup member;
When the fixing belt is not circulated and driven, the heating roller is controlled to have a standby temperature based on the measurement result of the standby sensor, and when the fixing belt is circulated and driven, And a control unit that controls the heating roller so that the fixing belt on the backup member reaches an appropriate fixing temperature based on the measurement result of the fixing sensor. When the belt is required to be driven, the temperature of the heating roller can be controlled while measuring the temperature of the fixing belt on the backup member, and unnecessary heating is not performed after the driving of the fixing belt is stopped. .
That is, according to this image forming apparatus, the temperature control of the heating roller is switched between when the fixing belt is driven and when the fixing belt is driven. The temperature of the heating roller can be controlled while measuring the temperature, and unnecessary heating is not performed after the driving of the fixing belt is stopped.
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the third aspect, the standby temperature is lower than the proper fixing temperature. The temperature becomes low, so that the portion around the heating roller is not easily deteriorated, and creep is hardly generated.
According to the image forming apparatus of claim 5, in the image forming apparatus of claim 3 or 4, the standby sensor also serves as a sensor for preventing overheating of the heating roller when the fixing belt is driven. Therefore, the following effects can be obtained.
That is, in the image forming apparatus according to claim 3 or 4, when the fixing belt is driven, the heating roller is set so that the fixing belt on the backup member has an appropriate fixing temperature based on the measurement result of the fixing sensor. Since it is controlled, it cannot be said that the heating roller is not overheated. In such a case, the fixing belt may be damaged.
On the other hand, according to the image forming apparatus of claim 5, the standby sensor for measuring the temperature of the fixing roller on the heating roller or the heating roller is used to prevent overheating of the heating roller when the fixing belt is driven. Since it also serves as a sensor, the heating roller is prevented from being overheated when the fixing belt is driven, and as a result, damage to the fixing belt is also prevented.
According to an image forming apparatus of claim 6, in the image forming apparatus of claim 5, the standby sensor that also serves as the overheating prevention sensor is a part of the heating roller where the fixing belt is not wound, or Since the temperature of the portion of the fixing belt on the heating roller that does not contact the recording material in the width direction is measured, the following effects can be obtained.
In other words, since the fixing belt comes into contact with the recording material at the fixing nip portion, the heat at the contact portion is taken away by the recording material. Becomes cold.
Therefore, if the temperature of the low temperature portion is measured by the standby sensor, the temperature of the heating roller cannot always be measured accurately, and as a result, overheating of the heating roller cannot be reliably prevented. There is a risk that.
On the other hand, according to the image forming apparatus of the sixth aspect, the standby sensor that also serves as an overheating prevention sensor is provided in the heating roller, in the portion where the fixing belt is not wound, or in the fixing belt on the heating roller. Since the temperature of the portion that does not contact the recording material in the width direction (that is, the highest temperature portion) is measured, the temperature of the heating roller can be measured relatively accurately. The overheating of the roller can be reliably prevented.
According to an image forming apparatus of claim 7, in the image forming apparatus according to claim 3, 4, 5, or 6, the fixing sensor measures the temperature of the fixing belt upstream of the fixing nip portion. Thus, the fixing temperature can be accurately controlled.
Further, it is possible to perform temperature measurement including a temperature drop due to heat transfer from the fixing belt to the recording material.
According to the image forming apparatus of the eighth aspect, in the image forming apparatus of the third, fourth, fifth, sixth, or seventh aspect, the sensor is a sensor that does not come into contact with a measurement target, and therefore, a part such as a fixing belt. Wear can be prevented.
Further, for example, in the case where the release agent is applied to the surface of the fixing belt, if the sensor is in contact with the surface of the fixing belt, the release agent is scraped off. Although there is a risk of toner release failure at the site, the image forming apparatus according to claim 8 does not cause such a risk.
According to an image forming apparatus of a ninth aspect, in the image forming apparatus according to the third, fourth, fifth, sixth, seventh, or eighth aspect, the fixing sensor is configured so that the fixing belt has the width direction of the fixing belt. Since the temperature of the part in contact with the recording material is measured, the following effects can be obtained.
That is, as described above, since the fixing belt comes into contact with the recording material at the fixing nip portion, the heat at the contact portion is taken away by the recording material. According to the image forming apparatus of claim 9, the fixing sensor is in contact with the recording material in the width direction of the fixing belt. Since the temperature of the part to be measured is measured, the fixing temperature can be controlled more accurately.
According to the image forming apparatus of the tenth aspect, in the image forming apparatus according to the ninth aspect, the fixing sensor is configured to measure the temperature of the fixing belt at a downstream side of the fixing nip portion. Thus, it is possible to measure the temperature of the fixing belt after fixing, and it is possible to reliably prevent the temperature of the fixing belt from being lowered to a temperature at which a low temperature offset occurs or a temperature that is lower than the proper fixing temperature.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<First Embodiment>
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
First, an outline of the image forming apparatus will be described, and the fixing device will be described in detail later.
[0010]
This image forming apparatus is an apparatus capable of forming a single color image and a full color image using a developing device using toners of four colors of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). .
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a photoconductor unit, and the photoconductor 11 is rotationally driven in a direction indicated by an arrow by an appropriate drive means (not shown).
[0011]
The photoconductor 11 has a conductive substrate and a photosensitive layer formed on the surface thereof.
Around the photoconductor 11, along the rotation direction, a charging roller 12 as a charging unit, an exposure unit 20 as an exposure unit, a developing device 30 (Y, C, M, K) as a developing unit, a transfer unit The intermediate transfer unit 40 and the cleaning means 13 are arranged. The photoreceptor unit 10 includes a photoreceptor 11, a charging roller 12, and a cleaning unit 13.
[0012]
The charging roller 12 contacts the outer peripheral surface of the photoconductor 11 and uniformly charges the outer peripheral surface. On the outer peripheral surface of the uniformly charged photoconductor 11, selective exposure L1 corresponding to desired image information is performed by the exposure unit 20, and an electrostatic latent image is formed on the photoconductor 11 by this exposure L1. .
The electrostatic latent image is developed with toner applied by the developing device 30.
[0013]
As the developing devices, a yellow developing device 30Y, a cyan developing device 30C, a magenta developing device 30M, and a black developing device 30K are provided. These developing units 30Y, 30C, 30M, and 30K are configured to be swingable, so that only the developing roller 31 of one developing unit can selectively contact the photoreceptor 11. Therefore, these developing units 30 apply toner of any one of yellow, cyan, magenta, and black to the surface of the photoreceptor 11 to develop the electrostatic latent image on the photoreceptor 11 to form a toner image. .
The toner image is transferred onto an intermediate transfer belt 46 that forms an intermediate transfer member of the intermediate transfer unit 40.
[0014]
The cleaning unit 13 includes a cleaning blade that scrapes off toner adhering to the outer peripheral surface of the photoconductor 11 after the transfer, and a receiving unit that receives the toner scraped off by the cleaning blade.
[0015]
The intermediate transfer unit 40 includes a driving roller 41, four driven rollers 42, 43, 44, and 45, and an endless intermediate transfer belt 46 as an intermediate transfer member stretched around these rollers. is doing.
The driving roller 41 has a gear (not shown) fixed at its end engaged with a driving gear (not shown) provided at the end of the photoconductor 11, so that the drive roller 41 has substantially the same circumference as the photoconductor 11. Accordingly, the intermediate transfer belt 46 is driven to circulate in the direction of the arrow in the drawing at substantially the same peripheral speed as that of the photosensitive member 11.
The driven roller 45 is disposed at a position where the intermediate transfer belt 46 is pressed against the photosensitive member 11 by its own tension between the driven roller 41 and the primary roller at the pressure contact portion between the photosensitive member 11 and the intermediate transfer belt 46. A transfer portion T1 is formed.
An electrode roller (not shown) is disposed on the driving roller 41 via an intermediate transfer belt 46, and a primary transfer voltage is applied to the intermediate transfer belt 46 via this electrode roller.
The driven roller 42 is a tension roller, and biases the intermediate transfer belt 46 in the tension direction by a biasing means (not shown).
The driven roller 43 is a backup roller that forms the secondary transfer portion T2. A secondary transfer roller 48 as a secondary transfer unit is disposed opposite to the backup roller 43 via an intermediate transfer belt 46. The secondary transfer roller 48 can be brought into and out of contact with the intermediate transfer belt 46 by a contact and separation mechanism (not shown). A secondary transfer voltage is applied to the secondary transfer roller 48.
The driven roller 44 is a backup roller for the belt cleaner 49. The belt cleaner 49 includes a cleaning blade 49a that contacts the intermediate transfer belt 46 and scrapes off toner adhering to the outer peripheral surface thereof, and a receiving portion 49b that receives toner scraped off by the cleaning blade 49a. ing. The belt cleaner 49 can be brought into and out of contact with the intermediate transfer belt 46 by a contact and separation mechanism (not shown).
[0016]
The intermediate transfer belt 46 is a multilayer belt having a conductive layer and a resistance layer formed on the conductive layer and pressed against the photoreceptor 11. The conductive layer is formed on an insulating substrate made of synthetic resin, and a primary transfer voltage is applied to the conductive layer via the electrode roller described above.
In the process in which the intermediate transfer belt 46 is circulated, the toner image on the photoconductor 11 is transferred onto the intermediate transfer belt 46 at the primary transfer portion T1, and the toner image transferred onto the intermediate transfer belt 46 is transferred to the secondary transfer belt 46. In the transfer portion T2, the image is transferred to a sheet (recording material) S such as a sheet supplied between the secondary transfer roller 48 and the sheet.
The intermediate transfer unit 40 also incorporates the electrode roller, the urging means for the tension roller 42, a secondary transfer roller 48, and a belt cleaner 49.
[0017]
The recording material S is fed from a paper feeding device 50 serving as a paper feeding means, and is supplied to the secondary transfer portion T2 by a gate roller pair G at a predetermined timing. Reference numeral 51 denotes a paper feed cassette for stacking and holding the recording material S, and 52 is a pickup roller.
The recording material S onto which the toner image has been transferred by the secondary transfer portion T2 passes through the fixing device 100 serving as a fixing unit, and the toner image is fixed on the recording material S.
[0018]
As will be described in detail later, the fixing device 100 includes a fixing belt 110 that is circulated and driven, a pressure roller 120 that is pressed against the fixing belt 110, and a backup member that supports the fixing belt 110 from the inside at the pressure contact portion. As a backup roller 130, a heating roller 140 for heating the fixing belt 110, and an oil roller 150 for applying release oil to the surface of the fixing belt 110. The recording material S passing therethrough is heated while being pressed by the pressure contact portion N (fixing nip portion N), and the toner image is melted and fixed on the recording material S.
[0019]
The recording material S that has passed through the fixing device 100 is finally discharged through the paper discharge path 60 onto the sheet receiving portion 71 formed on the case 70 of the apparatus main body. In addition, a reverse return path 60 ′ is provided that can reverse the front and back of the recording material S that has passed through the fixing device 100 and return the recording material S to the secondary transfer portion T2. That is, the conveying means for the recording material S in this embodiment has a paper discharge path 60 and a reverse return path 60 ', and the paper discharge path 60 constitutes a part of the reverse return path 60'.
The reverse return path 60 ′ is a switchback having two discharge paths 61 and 62 that are independent of each other and can carry the recording material S that has passed through the fixing device 100 and can reversely feed the recording material S once carried. There is a path 63 and a return path 64 for returning the recording material S fed back from the switchback path 63 back toward the secondary transfer portion T2. Accordingly, the recording material S returned to the secondary transfer portion T2 again by the reverse return path 60 'is inverted and turned back to the secondary transfer portion T2.
Such an image forming apparatus can form a toner image only on the front surface (first surface) of the recording material S, or can form a toner image on both surfaces (first and second surfaces which are the front and back surfaces). You can also.
[0020]
The outline of the operation of the entire image forming apparatus as described above is as follows.
(I) When a print command signal (image forming signal) from a host computer (not shown) or the like (personal computer or the like) is input to the control unit 80 of the image forming apparatus, the photosensitive member 11, the rollers 31 of the developing device 30, and the intermediate The transfer belt 46 and the fixing belt 110 are rotationally driven.
(Ii) The outer peripheral surface of the photoconductor 11 is uniformly charged by the charging roller 12.
(Iii) The exposure unit 60 selectively exposes L1 according to the image information of the first color (for example, yellow) on the outer peripheral surface of the uniformly charged photoreceptor 11 to form an electrostatic latent image for yellow. Is done.
(Iv) Only the developing roller of the developing device 30Y for the first color (for example, yellow) is brought into contact with the photoconductor 11, whereby the electrostatic latent image is developed, and the toner image for the first color (for example, yellow) is developed. Is formed on the photoreceptor 11.
(V) A primary transfer voltage having a polarity opposite to the charging polarity of the toner is applied to the intermediate transfer belt 46, and the toner image formed on the photoreceptor 11 is transferred onto the intermediate transfer belt 46 at the primary transfer portion T1. The At this time, the secondary transfer roller 48 and the belt cleaner 49 are separated from the intermediate transfer belt 46.
(Vi) After the toner remaining on the photoconductor 11 is removed by the cleaning unit 13, the photoconductor 11 is neutralized by the neutralizing light L2 from the neutralizing unit 21.
(Vii) The operations (ii) to (vi) are repeated as necessary. That is, the second color, the third color, and the fourth color are repeated according to the content of the print command signal, and the toner images according to the content of the print command signal are superimposed on the intermediate transfer belt 46 to be intermediate. It is formed on the transfer belt 46.
(Viii) The recording material S is supplied from the paper feeding device 50 at a predetermined timing, and immediately before or after the leading end of the recording material S reaches the secondary transfer portion T2 (in short, at a desired position on the recording material S, When the toner image on the intermediate transfer belt 46 is transferred), the secondary transfer roller 48 is pressed against the intermediate transfer belt 46 and a secondary transfer voltage is applied, so that the toner image on the intermediate transfer belt 46 (basically, Is a full-color image obtained by superimposing four color toner images on the recording material S. Further, the belt cleaner 49 comes into contact with the intermediate transfer belt 46, and the toner remaining on the intermediate transfer belt 46 after the secondary transfer is removed.
(Ix) When the recording material S passes through the fixing device 100, the toner image is fixed on the recording material S, and then the recording material S is directed to a predetermined position (or the sheet receiving portion 71 in the case of double-sided printing). In the case of double-sided printing, the sheet is conveyed via the switchback path 63 toward the return path 64.
That is, when an image is formed only on the front surface (first surface), the recording material S fed from the paper feeding device 50 has the toner image transferred to the first surface by the secondary transfer portion T2 and fixed. After being fixed by the container 100, the paper is discharged onto the sheet receiving portion 71 through the paper discharge path 61 or 62. Note that a path switching means (not shown) is provided at the entrance portion 60A of the paper discharge paths 61 and 62, and this determines which paper discharge path (61, 62) the recording material S is carried into. The
When images are formed on both sides (first side and second side), the recording material S fed from the paper feeding device 50 has the toner image transferred to the first side by the secondary transfer unit T2, After being fixed by the fixing device 100, it temporarily enters the paper discharge path 61 or 62 (switchback path 63), is reversely fed, passes through the return path 64, and is again transferred to the secondary transfer portion T2 at a predetermined timing by the gate roller pair G. And the toner image is also transferred to the second surface. Thereafter, the toner image is also fixed on the second surface by the fixing device 100 and is discharged onto the sheet receiving portion 71 via the paper discharge path 61 or 62.
[0021]
The outline of the image forming apparatus of this embodiment has been described above. Next, the fixing device 100 and its temperature control method will be described in detail.
[0022]
FIG. 2 is a schematic view showing the main part of the fixing device 100.
As described above, the fixing device 100 includes the fixing belt 110 that is circulated, the pressure roller 120 that is pressed against the fixing belt 110, and the pressure belt 120 (fixing nip portion N). A backup roller 130 as a backup member to be supported, a heating roller 140 as a heating means that is disposed along the width direction of the fixing belt 110 and heats the fixing belt 110, and an oil that applies release oil to the surface of the fixing belt 110 The fixing roller 110 is stretched between the backup roller 130 and the heating roller 140.
[0023]
As the driving roller for rotating the fixing belt 110 and each roller, any roller other than the oil roller 150 can be used. In this embodiment, the pressure roller 120 is used as the driving roller. ing.
That is, the pressure roller 120 is rotationally driven in a direction indicated by an arrow (counterclockwise) in FIG. 2 by a driving unit (not shown) provided in the image forming apparatus main body, and the backup roller 130, the fixing belt 110, the heating roller 140, and the oil The roller 150 is driven. Specifically, since the fixing belt 110 and the backup roller 130 are pressed against the pressure roller 120, the fixing belt 110 and the backup roller 130 are driven by the pressure roller 120, and the fixing belt 110 is heated by the heating roller 140. As a result, the heating roller 140 is driven by the fixing belt 110, and the oil roller 150 is pressed against the fixing belt 110, so that the oil roller 150 is driven by the fixing belt 110. ing.
[0024]
The fixing belt 110 is obtained by forming a surface layer (for example, a silicone rubber layer) excellent in releasability from a recording material and toner on the surface of a belt base material made of a thin metal (for example, nickel).
[0025]
Reference numeral 111 denotes a fixing sensor for detecting the surface temperature of the fixing belt 110 at the portion wound around the backup roller 130, and is constituted by a thermistor. The fixing sensor 111 is provided on the upstream side of the pressure contact portion N with the pressure roller 120 and is connected to the control unit 80 (see FIG. 1). Further, the fixing sensor 111 measures the temperature of the portion of the fixing belt 110 in contact with the recording material S in the width direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2).
[0026]
The backup roller 130 has a metal core 131 and a relatively thick elastic layer 132 provided on the surface of the core 131, and the frame of the fixing device 100 is supported by the shaft 131 a of the core 131. The side plate 101 is rotatably supported.
[0027]
The heating roller 140 is formed in a pipe shape with a material having excellent thermal conductivity (for example, aluminum), and a heating element (for example, a halogen lamp) 141 as a heat source is disposed therein. The heating element 141 is connected to the control unit 80 described above.
The heating roller 140 can rapidly heat the fixing belt 110 at the winding portion of the fixing belt 110. The heating roller 140 in this embodiment is configured as a tension roller, and is urged in the tensioning direction of the fixing belt 110 by an appropriate urging unit (not shown).
Reference numeral 143 denotes a standby sensor for detecting the surface temperature of the heating roller 140, and is composed of a thermistor. This standby sensor 143 also serves as a sensor for preventing overheating of the heating roller 140 when the fixing belt 110 is driven, and is connected to the control unit 80. In this embodiment, the standby sensor 143 measures the surface temperature of the heating roller 140, but the fixing belt 110 on the heating roller 140 (that is, the portion where the fixing belt 110 is wound around the heating roller 140). In this case, the temperature of the portion of the fixing belt 110 that does not contact the recording material S (see FIG. 1) in the width direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 2). It is set as the structure which measures.
[0028]
The pressure roller 120 includes a pipe-shaped core material 121 having excellent thermal conductivity, a relatively thin elastic layer 122 provided on the surface of the core material 121, and harder than the elastic layer 132 of the backup roller 130, A surface layer 122 a that is formed on the surface of the elastic layer 122 and has excellent releasability from the recording material and toner, and a halogen lamp 123 that is a heat source is disposed inside the core material 121. The halogen lamp 123 heats the pressure roller 120 when performing double-sided printing.
The pressure roller 120 is rotatably supported with respect to the frame side plate 101 of the fixing device 100, and is rotationally driven in a direction indicated by an arrow in FIG. 2 by a driving unit (not shown) provided in the image forming apparatus main body. The pressure roller 120 is attached so as not to move in the radial direction, and is pressed against the backup roller 130 by the elastic force of the elastic layer 122 and the elastic layer 132 of the backup roller 130. The pressure contact portion N is formed in a convex shape on the backup roller 130 side because the elastic layer 132 of the backup roller 130 is thicker and softer than the elastic layer 122 of the pressure roller 120. Reference numeral 124 denotes a thermistor for detecting the surface temperature of the pressure roller 120.
[0029]
The oil roller 150 includes a shaft 151 and an oil retaining layer 152 made of a thick porous material or fibrous material fixed around the shaft 151. The oil retaining layer 152 is impregnated with release oil, and the surface thereof is covered with an oil-permeable thin film sheet for adjusting the oil application amount, for example, a porous PTFE sheet 153.
The oil roller 150 is pressed against the fixing belt 110 by an appropriate urging means (not shown) and is driven to rotate, and a release oil such as silicone oil is applied to the surface of the fixing belt 110. Reference numeral 154 denotes a cleaning member made of felt or the like for cleaning the surface of the oil roller 150, and is in pressure contact with the surface of the oil roller 150.
[0030]
In the frame 101, the recording material S on which the toner image is formed (transferred) by the secondary transfer portion T2 (see FIG. 1) is guided to a pressure contact portion (fixing nip portion) N between the fixing belt 110 and the pressure roller 120. A guide 102 is provided. Further, on the downstream side of the fixing nip portion N, a paper discharge roller pair 103 and a guide 104 that guides the recording material S after fixing to the paper discharge path 60 are provided.
As described above, each of the thermistors is connected to the control unit 80, and the amount of power supplied to the heat source 141 of the heating roller 140 is controlled by the control unit 80 in accordance with the detected temperature from each thermistor. The temperature of the heating roller 140 is controlled.
[0031]
Hereinafter, the temperature control method will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a time chart showing the relationship between the state of the fixing device 100, the temperature of the fixing belt 110 and the temperature of the heating roller 140, and the ON / OFF of the energization of the heating roller 140 to the heat source 141.
In FIG. 3, TF is an appropriate fixing temperature, TF1 is a lower limit value thereof, and TF2 is an upper limit value thereof. TR is the temperature of the heating roller 140 or the fixing belt 110 on the heating roller 140, but for the sake of simplicity, TR is described as the temperature of the heating roller 140. TRS is the temperature of the heating roller 140 during standby. TB is the temperature of the fixing belt 110 on the backup roller 130, and TBS is the temperature at the standby time.
[0032]
In the following, description will be made separately for standby time and belt driving time.
<Standby>
In this state, the power source of the image forming apparatus is ON, but the image forming operation (drive of the fixing belt 110) is not performed, that is, the state waiting for the input of the print command signal (image forming signal). It is.
During this standby time, control is performed so that the heating roller 140 reaches the standby temperature TRS based on the temperature TR of the heating roller 140.
Specifically, the control unit 80 controls the heating roller 140 to be at the standby temperature TRS based on the measurement result of the temperature of the heating roller 140 by the standby sensor 143. In this embodiment, as shown in FIG. 3, the control unit 80 sets a certain time (for example, 12 seconds) ts as one cycle, and energizes (ON) the heat source 141 within the time ts (tp1, tp2). , Tp3) is controlled to control the temperature of the heating roller 140, and during standby, the heating roller 140 is controlled to have the standby temperature TRS by energizing only for tp1 for a short time (for example, 1 second). . The standby temperature TRS is lower than the lower limit value TF1 of the appropriate fixing temperature TF.
[0033]
<Belt drive>
At the time of driving in which the fixing belt 110 is circulated, the fixing belt 110 on the backup roller 130 is set to an appropriate fixing temperature TF (within a range from TF1 to TF2) based on the temperature of the fixing belt 110 on the backup roller 130. Thus, the temperature TR of the heating roller 140 is controlled.
[0034]
Specifically, it is as follows.
As described above, when a print command signal (image formation signal) is input to the control unit 80, the photosensitive member 11, each roller 31 of the developing device 30, the intermediate transfer belt 46, and the fixing belt 110 are rotationally driven.
In FIG. 3, the time point t <b> 1 indicates a time point when the print command signal is input to the control unit 80.
[0035]
When the print command signal is input at time t1, the control unit 80 drives the fixing belt 110, and on the backup roller 130 based on the measurement result of the temperature of the fixing belt 110 on the backup roller 130 by the fixing sensor 111. The temperature TR of the heating roller 140 is increased so that the fixing belt 110 becomes the fixing proper temperature TF (region from TF1 to TF2). In this embodiment, the heating roller 140 is rapidly heated by setting the time tp for energizing (ON) the heat source 141 within the cycle time ts to be a long time (for example, 11 seconds) tp2.
[0036]
In this way, when the heating roller 140 is rapidly heated and the temperature of the fixing belt 110 on the backup roller 130 reaches the appropriate fixing temperature TF at the time t2, the image forming operation is started. However, as is apparent from the description with reference to FIG. 1, the photosensitive member 11 is selectively exposed to light L1, developed, and primarily transferred (T1) to the intermediate transfer belt 46, and this image is further recorded. Since a predetermined time is required until the toner image of the recording material S reaches the fixing nip N in the fixing device 100 after the secondary transfer (T2) to the material S, the predetermined time is from the time point t1. When the temperature of the fixing belt 110 on the backup roller 130 is longer than the time required to reach the fixing proper temperature TF (t2−t1 time = warm-up time), the selective exposure L1 to the photoconductor 11 from the time t1. (Image writing) can be performed.
[0037]
In any case, during the belt driving (during the image forming operation), the control unit 80 determines the fixing belt on the backup roller 130 based on the measurement result of the temperature of the fixing belt 110 on the backup roller 130 by the fixing sensor 111. The temperature TR of the heating roller 140 is controlled so that 110 becomes the proper fixing temperature TF (region from TF1 to TF2). Specifically, the backup time is controlled by controlling the time tp3 for energizing (ON) the heat source 141 within the cycle time ts from the short time tp1 to the long time tp2 (for example, between 1 second and 11 seconds). The temperature TR of the heating roller 140 is controlled so that the fixing belt 110 on the roller 130 reaches the proper fixing temperature TF.
Even during the belt driving, the control unit 80 measures the temperature TR of the heating roller 140 using the standby sensor 143. If the temperature TR of the heating roller 140 rises abnormally for some reason, The energization to the heat source 141 is stopped or the energization amount is reduced to prevent the heating roller 140 from being overheated, and the fixing belt 110 is prevented from being damaged.
[0038]
When the image forming operation is finished at time t3 and driving of the fixing belt 110 is stopped, the control unit 80 again determines that the heating roller 140 is at the standby temperature based on the measurement result of the temperature of the heating roller 140 by the standby sensor 143. Control is performed so as to become TRS, that is, the state returns to the standby state described above.
[0039]
According to the temperature control method or the image forming apparatus of the belt fixing device as described above, the following effects can be obtained.
(A) At the time of standby when the fixing belt 110 is not circulated and driven, the heating roller 140 is controlled based on the temperature TR of the fixing belt 110 on the heating roller 140 so that the heating roller 140 becomes the standby temperature TRS. At the time of driving in which the 110 is circulated, the heating roller 140 is set so that the fixing belt 110 on the backup roller 130 reaches the proper fixing temperature TF based on the temperature TB of the fixing belt 110 on the backup roller 130 as a backup member. Therefore, the temperature of the heating roller 140 can be controlled while measuring the temperature TB of the fixing belt 110 on the backup roller 130 during driving of the belt that originally needs heating, and the fixing belt 110 can be controlled. Unnecessary heating is done after the drive stops Door is eliminated.
That is, since the temperature control of the heating roller 140 is switched between when the fixing belt 110 is driven and when it is stopped, the temperature TB of the fixing belt 110 on the backup roller 130 is measured when the belt that originally needs to be heated is driven. In addition, the temperature of the heating roller 140 can be controlled, and unnecessary heating is not performed after the driving of the fixing belt 110 is stopped.
[0040]
(B) Since the standby temperature TRS is lower than the proper fixing temperature TF, the temperature of the fixing belt 110 on the heating roller 140 during standby is low, and therefore the portion around the heating roller 140 is hardly deteriorated. Along with this, creep is less likely to occur.
(C) Since the standby sensor 143 also serves as a sensor for preventing overheating of the heating roller 140 when the fixing belt 110 is driven, the following effects can be obtained.
That is, when the fixing belt 110 is driven, the heating roller 140 is controlled so that the fixing belt 110 on the backup roller 130 reaches the proper fixing temperature TF based on the measurement result of the fixing sensor 111. It cannot be said that the heating roller 140 is not overheated. In such a case, the fixing belt 110 may be damaged.
On the other hand, according to the image forming apparatus of this embodiment, the standby sensor 143 that measures the heating roller or the temperature TR of the fixing belt on the heating roller causes the excess of the heating roller 140 when the fixing belt 110 is driven. Since it also serves as a sensor for preventing heat, when the fixing belt 110 is driven, the heating roller 140 is prevented from being overheated, and as a result, damage to the fixing belt 110 is also prevented.
(D) The standby sensor 143 that also serves as an overheating prevention sensor includes the recording material S with respect to the width direction of the fixing belt 110 on the heating roller 140 or the portion of the heating roller 140 where the fixing belt 110 is not wound. Since it is the structure which measures the temperature of the site | part which does not contact, the following effects are obtained.
That is, when the fixing belt 110 comes into contact with the recording material S at the fixing nip portion N, the heat at the contact portion is taken away by the recording material S. Therefore, the fixing belt 110 is connected to the recording material S in the width direction. The temperature of the contacted part becomes low.
Therefore, if the temperature of the low temperature portion is measured by the standby sensor 143, the temperature of the heating roller 140 cannot always be measured accurately, and as a result, overheating of the heating roller 140 is surely prevented. There is a risk that it will not be possible.
On the other hand, according to the image forming apparatus of this embodiment, the standby sensor 143 that also serves as an overheating prevention sensor is provided on the heating roller 140 where the fixing belt 110 is not wound or on the heating roller 140. Since the fixing belt 110 is configured to measure the temperature of a portion that is not in contact with the recording material S in the width direction (that is, the highest temperature portion), the temperature of the heating roller 140 can be measured relatively accurately. As a result, overheating of the heating roller 140 can be reliably prevented.
(E) Since the fixing sensor 111 is configured to measure the temperature of the fixing belt 110 upstream of the fixing nip portion N, the fixing temperature can be accurately controlled.
Further, it is possible to perform temperature measurement including a temperature drop due to heat transfer from the fixing belt 110 to the recording material S.
(F) Since the fixing sensor 111 is configured to measure the temperature of the portion of the fixing belt 110 that contacts the recording material S in the width direction, the following effects can be obtained.
That is, as described above, since the fixing belt 110 comes into contact with the recording material S at the fixing nip portion N, the heat at the contact portion is deprived by the recording material S. In the image forming apparatus of this embodiment, the fixing sensor 111 is related to the width direction of the fixing belt 110 with respect to the width direction thereof. Since the temperature of the portion in contact with the recording material S is measured, the fixing temperature can be controlled more accurately.
[0041]
<Second Embodiment>
This embodiment is different from the first embodiment in that the sensors 111, 143, and 124 are constituted by sensors that do not contact the fixing belt 110, the heating roller 140, and the pressure roller 120, which are measurement objects. The other points are not changed.
Such a sensor can be composed of a radiation thermometer, for example. Alternatively, a thermocouple or thermistor may be arranged so as not to contact the fixing belt 110, the heating roller 140, and the pressure roller 120, which are measurement targets.
According to this embodiment, in addition to the operational effects obtained by the first embodiment, the following operational effects can be obtained.
That is, since the sensor is a sensor that does not contact the measurement target, it is possible to prevent partial wear of the fixing belt 110 or the like that is the measurement target.
In this embodiment, since the release agent is applied to the surface of the fixing belt 110 by the oil application roller 150, the fixing sensor 111 and the standby sensor 143 come into contact with the surface of the fixing belt 110. If this is the case, the release agent is scraped off by these sensors, and there is a risk of toner release failure at the corresponding site. According to this embodiment, such a risk also occurs. Disappear.
[0042]
<Third Embodiment>
This embodiment is different from the first embodiment in that the fixing sensor 111 measures the temperature of the fixing belt 110 on the downstream side of the fixing nip portion N, and the other points. There is no change.
Specifically, the fixing sensor 111 shown in FIG. 2 may be arranged on the downstream side of the fixing nip portion N, or the fixing sensor 111 shown in FIG. The sensor 111 ′ may be disposed on the downstream side of the fixing nip N.
With such a configuration, the temperature of the fixing belt 110 after fixing can be measured, and the temperature of the fixing belt 110 is surely prevented from being lowered to a temperature at which a low temperature offset occurs or a temperature lower than the proper fixing temperature. be able to.
[0043]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately modified within the scope of the gist of the present invention.
【The invention's effect】
Claim 1-6 Any of the listed Painting Even with the image forming apparatus, unnecessary heating is not performed after the driving of the fixing belt is stopped.
In addition, the portion of the fixing belt that is wound around the heating roller is less likely to deteriorate and creep is less likely to occur.
further,
Claim 1 According to the described image forming apparatus, the fixing belt is prevented from being damaged. ,And It is possible to reliably prevent overheating of the heating roller.
Claim 3 According to the mounted image forming apparatus, the fixing temperature can be accurately controlled.
Claim 4 According to the described image forming apparatus, it is possible to prevent partial wear of the fixing belt and the like, and in the case where a release agent is applied to the surface of the fixing belt, there is a risk that defective release of the toner may occur. Disappears.
Claim 5 According to the described image forming apparatus, the fixing temperature can be controlled more accurately.
Claim 6 According to the described image forming apparatus, it is possible to surely prevent the temperature of the fixing belt from being lowered to a temperature at which a low temperature offset occurs or a temperature that is lower than the proper fixing temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a main part of the fixing device 100. FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of operation, and is a time chart showing the relationship between the state of the fixing device 100, the temperature of the fixing belt 110 and the temperature of the heating roller 140, and the ON / OFF of the energization to the heat source 141 of the heating roller 140. is there.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional technique.
[Explanation of symbols]
S Recording material
80 Control unit
100 Belt fuser
110 Fixing belt
111 Fixing sensor
TB Fixing belt temperature
TBS standby temperature
120 Pressure roller
130 Backup roller (backup member)
140 Heating roller
143 Sensor for standby (Sensor for preventing overheating)
TR Heating roller temperature
TRS standby temperature
TF fixing temperature
N Fixing nip N

Claims (6)

加熱ローラとバックアップ部材との間に張架されて循環駆動される定着ベルトと、この定着ベルトを介して前記バックアップ部材に圧接されて定着ベルトとの間で定着ニップ部を形成する加圧ローラとを有し、トナー画像が形成された記録材を、前記定着ニップ部に通し前記トナー画像を加熱溶融して記録材上に定着させる定着器を備えた画像形成装置であって、
前記加熱ローラ上の定着ベルトの温度を測定する待機用センサと、
前記バックアップ部材上の定着ベルトの温度を測定する定着用センサと、
前記定着ベルトが循環駆動されない待機時にあっては、前記待機用センサの測定結果に基づいて加熱ローラが待機温度になるように制御し、前記定着ベルトが循環駆動される駆動時にあっては、前記定着用センサの測定結果に基づいてバックアップ部材上の定着ベルトが定着適正温度になるように前記加熱ローラを制御する制御部と、
を有し，
前記待機用センサは、前記定着ベルトの駆動時における、加熱ローラの過加熱防止用センサを兼ねているとともに，当該過加熱防止用センサを兼ねる待機用センサは、加熱ローラ上の定着ベルトにおける、その幅方向に関して前記記録材と接触しない部位の温度を測定することを特徴とする画像形成装置。A fixing belt stretched between the heating roller and the backup member and driven to circulate; and a pressure roller that presses against the backup member via the fixing belt and forms a fixing nip portion with the fixing belt; An image forming apparatus including a fixing device that passes a recording material on which a toner image is formed through the fixing nip portion and heats and melts the toner image on the recording material.
A standby sensor for measuring the temperature of the fixing belt on the heating roller;
A fixing sensor for measuring the temperature of the fixing belt on the backup member;
When the fixing belt is not circulated and driven, the heating roller is controlled to have a standby temperature based on the measurement result of the standby sensor, and when the fixing belt is circulated and driven, A control unit for controlling the heating roller so that the fixing belt on the backup member has an appropriate fixing temperature based on the measurement result of the fixing sensor;
Have
The standby sensor also serves as an overheating prevention sensor for the heating roller when the fixing belt is driven, and the standby sensor also serves as an overheating prevention sensor for the fixing belt on the heating roller. An image forming apparatus for measuring a temperature of a portion not in contact with the recording material in the width direction. 前記待機温度は、前記定着適正温度よりも低温であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein the standby temperature is lower than the proper fixing temperature. 前記定着用センサは、前記定着ニップ部よりも上流側において定着ベルトの温度を測定することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing sensor measures a temperature of the fixing belt upstream of the fixing nip portion. 前記センサは、測定対象に接触しないセンサであることを特徴とする請求項１，２，または３記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 1, wherein the sensor is a sensor that does not contact a measurement target. 前記定着用センサは、前記定着ベルトにおける、その幅方向に関して、前記記録材と接触する部位の温度を測定することを特徴とする請求項１，２，３，または４記載の画像形成装置。  5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the fixing sensor measures a temperature of a portion of the fixing belt that contacts the recording material in a width direction thereof. 前記定着用センサは、前記定着ニップ部よりも下流側において定着ベルトの温度を測定することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。  The image forming apparatus according to claim 5, wherein the fixing sensor measures a temperature of the fixing belt at a downstream side of the fixing nip portion.
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